JPH07199081A

JPH07199081A - 顕微鏡用照明装置

Info

Publication number: JPH07199081A
Application number: JP35096393A
Authority: JP
Inventors: Noriyuki Shimizu; 敬之清水
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1993-12-29
Filing date: 1993-12-29
Publication date: 1995-08-04

Abstract

(57)【要約】【目的】簡単かつ小型の機構を用いることにより安全
性を確保する。【構成】ソレノイド４２に連結され光路を閉じるシャ
ッタ部材４５に当接可能なフックアーム５８を軸５４を
中心として回転可能に支承する。軸５４の先端にフィン
要素６２を取り付け、ソレノイド４２の復帰用ばね４４
よりも付勢力の大きい引張りばね６４を下方のフィン６
０ｂに連結する。例えば開口絞りユニットなどの交換可
能な任意のユニット６６の一側に、上方のフィン６０ａ
に当接可能な押し棒６８を取り付ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、シャッタ装置を備えた
光学顕微鏡用の照明装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、光学顕微鏡の中でも、特に落射蛍
光観察において、蛍光観察時の試料への蛍光の過剰照射
による褪色防止や標本に対する保護の観点から照明光制
御のために照明光学系の光路を開閉するシャッタ装置が
設けられるのが一般的である。

【０００３】例えば、フィルターブロックとシャッタ装
置のシャッタ部材との間に連動装置を設け、人間の与え
る外部からの力により機械的にシャッタ部材の開閉を行
えなるシャッタ装置が実開昭６２−１６９１１号公報
（以下、「第１の従来例」と称す）に開示されている。

【０００４】また、外部装置を用いて電気的に機械的な
機構を操作し、シャッタの開閉を行なえる電動シャッタ
装置が特開昭６３−１８９８４７号公報（以下、「第２
の従来例」と称す）に開示されている。

【０００５】さらに第２の従来例を改良して何らかのセ
ンサーにより動作する電動シャッタ装置もある。

【０００６】次に一般的な光学顕微鏡の構成例を図１に
示す。

【０００７】符号１及び符号１１は例えばハロゲンラン
プや水銀ランプの如き光源、符号２及び符号１２はコレ
クターレンズ、符号３及び符号１３は例えば第２の従来
例に開示されている様な公知の照明光制御用電動シャッ
タ、符号４及び符号１４は調光用のフィルター、符号５
及び符号１６は視野絞り、符号６及び符号１５は開口絞
り、符号７はコンデンサーレンズ、符号８はステージ、
符号９は標本、符号１０は対物レンズを、夫々示す。
又、符号１７は検鏡法に応じ光路中に切換挿脱可能に保
持されたキューブユニットを示し、このユニットとして
は例えば蛍光キューブ（励起フィルター、ダイクロイッ
クミラー、吸収フィルター）や、落射明視野キューブ
（ハーフミラー）、或いは落射暗視野キューブ（絞り、
ミラー）などがある。符号１８は結像レンズ、符号１９
は必要に応じて光路を観察系または写真撮影系に切り換
えるために光路中に挿脱可能に配置されたビームスプリ
ッタ、符号２０は接眼レンズ、符号２１は写真撮影用接
眼レンズ、符号２２は顕微鏡フレーム、符号２３は光源
１１の電源、符号２４は本体電源を示す。

【０００８】通常の落射蛍光観察を行なう場合、光源１
１より出た光はコレクターレンズ１２により集光され、
シャッタ１３に導かれここで開閉により制御される。開
いた状態になれば開口絞り１５及び視野絞り１６を通過
してキューブユニット１７の一例である蛍光キューブに
導びかれる。この蛍光キューブは、励起フィルター２５
と、ダイクロイックミラー２６と、吸収フィルター２７
とを備えている。視野絞り１６に導びかれた光は、吸収
フィルター２７を通りダイクロイックミラー２６により
反射され、対物レンズ１０により標本９に導びかれこの
標本９を励起する。この標本９より発した蛍光は対物レ
ンズ１０により集光され、ダイクロイックミラー２６及
び吸収フィルター２７を通過し、結像レンズ１８により
集光され、図示しない接眼光学系または写真光学系に導
びかれる。

【０００９】上述の構成における照明光学系の中でも視
野絞り５，１６及び開口絞り６，１５は固定されている
のが一般的である。一方、交換可能な照明光学系キュー
ブユニットとしては前述したように蛍光キューブ、落射
明視野キューブ、落射暗視野キューブなどがあげられ
る。

【００１０】通常上記のような構成で観察が行われる
が、アプリケーションによっては特別な構成が取られる
場合が考えられる。例えば、標本上の励起光照射範囲を
極度に限定したい場合には、通常の視野絞りでは最小径
に限界があるため視野絞り１６のかわりにピンホールが
置かれる。また、観察以前にレーザ等により標本に何ら
かの操作を与えたい場合（Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ
ＲｅｃｏｖｅｒｙａｆｔｅｒＰｈｏｔｏｂｌｅａｃ
ｈｉｎｇ等）などは、照明光路途中からレーザー等の照
明を入れてやるために、光路中にハーフミラーやダイク
ロイックミラーなどが置かれる。また蛍光観察以外で上
記照明光学系を用いる場合、標本からの蛍光にコントラ
ストをつける時がある。コントラストを得るためには、
通常、開口絞りを絞り込むが、高倍の対物レンズなどを
使用する場合にはさらに効果を上げるために、開口絞り
の位置にピンホールを置くことがある。

【００１１】これらのアプリケーションを満足するに
は、図２に示す様に、各機能をユニット構成とすれば、
本体フレーム２２に対してユニットごと入れ換える事に
より容易に構成が変えられるばかりではなく、本出願人
による特願平３−３１７１００号の如き機能も容易に追
加することができる。図２の符号３１は開口絞り１５又
は視野絞り１６を含み図示しない開閉機構も含んだ絞り
ユニット、符号３２はピンホール３５を含んだピンホー
ルユニット、符号３３はハーフミラー又はダイクロイッ
クミラー３６を含んだミラーユニットを示す。これらユ
ニットを本体フレームの取付け部３４に取りつけること
で、照明光路中に挿入され、前述の様な種々のアプリケ
ーションに対応した光学的機能を果たす。

【００１２】なお、図２に示すアプリケーションは一例
であり、光路中に挿脱する事で機能を果たす物であれば
良い。

【００１３】ここで上記ユニットを取り外した状態を考
えると、本体フレーム側は取付け部３４の穴が開いてお
り、光路が剥き出しとなっている。この場合に光源１１
が点灯した状態であると、特に水銀灯の様な高輝度、高
エネルギーのものを光源１１として使用した場合、光路
中はかなりの高温になっており、誤って手等を入れた場
合火傷を負う危険性がある。また、落射蛍光観察時には
多量の紫外線光が出ているので、漏れ光を浴び続けると
人体に害を及ぼす危険がある。しかしこの為、ユニット
交換時には電源を消す等の対策を行なわなければならな
いが、水銀灯などの放電管は安定するまでにある程度の
時間を要し、ランプ寿命も短くなるので、点滅を繰り返
すのには向かないため、点灯させたままが望ましい。

【００１４】そこでユニットを取り外す際には図１に示
す電動シャッタ１３を閉じることが考えられる。即ち、
前記ユニットの着脱を、図示しない何らかの電気的セン
サーにより感知し、シャッタ部材を駆動するソレノイド
に通電すれば、ユニット交換の際に照明光が遮断できる
ので、シャッタより光路下流のユニットを交換する時に
は安全性は確保される。

【００１５】しかしながら、このように電気的センサー
の感知により電気的にシャッタ部材を動かす場合、セン
サー及び電動シャッタの電源は本体側の電源と連動して
いるので、本体側の電源が切られていると何ら効果を示
さない。一般に水銀灯等の光輝度光源は、独立した電源
２３を持っており、本体の電源とは無関係に点灯可能と
なる。また電気生理学など標本の微小電流を計測する分
野では、ノイズとなるため本体の電源は切って観測が行
なわれる。このように本体の電源を切って使用する状況
下では、ユニット交換時に電気的操作によって安全性を
確保することはできない。

【００１６】また、電気的な手段を用いずに機械的な機
構のみを用いたシャッタ装置は操作性が悪く、光源がつ
いたままシャッタをおろさないで、即ち光源をつけたま
ま光路を開いた状態にして、ユニット交換してしまう可
能性がある。

【００１７】本発明は以上のような実情に鑑みてなされ
たもので、従来の技術の効果を保ちつつ簡単かつ小型の
機構を用いることにより安全性の確保された顕微鏡用照
明装置を提供することを目的とする。詳細には、開口絞
りや視野絞りがユニット構成をとり、ダイクロイックミ
ラーなど照明光学系キューブユニットと交換が可能であ
り、電源に関係なくユニット交換時に連動して必らずシ
ャッタが開閉して、検鏡上または人体に害のある光源と
害のない光源との漏れ光を放射させないような、構成が
簡単で機械的な機構の電動シャッタを具備する顕微鏡用
照明装置を提供することを目的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】従って本発明は、光源か
ら標本に至るまでの光路上に少なくとも視野絞りユニッ
トと開口絞りユニットとフィルター切り換えユニットと
を含む顕微鏡本体を具備する顕微鏡用照明装置におい
て、前記顕微鏡本体に対し着脱及び入れ替え可能な少な
くとも１つの照明光学系ユニットと、前記照明光学系ユ
ニット挿脱時に前記光路を開閉するシャッタ部材とこの
シャッタ部材を電気的に作動させる電気的要素とを有す
る電動シャッタ装置と、前記シャッタ部材に機械的に連
結された機械的機構と、前記照明光学系ユニットの挿脱
に応じて前記シャッタ部材が前記光路を開閉するように
前記機械的機構を前記顕微鏡本体の外部から操作する外
部装置とを具備することを特徴とする顕微鏡用照明装
置。

【００１９】

【作用】照明光学系ユニットが顕微鏡本体に挿脱される
際には主に電動シャッタ装置によって光路が開閉され
る。例えば顕微鏡本体の電源が切られているために電動
シャッタ装置が作動しない場合には、照明光学系ユニッ
トの挿脱時に外部装置が機械的機構を操作することによ
りシャッタが移動され光路が開閉される。

【００２０】

【実施例】以下に添付図面を参照して本発明の一実施例
を説明する。

【００２１】図３は本発明の第１実施例の顕微鏡用照明
装置に用いられる電動シャッタ装置４０を示す。なお本
実施例の照明装置は、電動シャッタ装置４０周辺以外の
構成は図１及び図２で説明した従来の照明装置とほぼ同
様の構成を取っているので、本実施例では電動シャッタ
装置４０周辺の構成のみを説明する。

【００２２】この電動シャッタ装置４０はシャッタベー
ス４１を有している。このシャッタベース４１は照明装
置の本体フレームに固定されている。このシャッタベー
ス４１にはソレノイド４２が固定されている。このソレ
ノイド４２はプランジャ４３を有しており、このプラン
ジャ４３はソレノイド４２側の吸引位置とソレノイド４
２から突出する復帰位置との間で移動可能となってい
る。ソレノイド４２に通電がなされるとソレノイド４２
の電磁的作用でプランジャ４３は吸引位置に吸引され
る。このプランジャ４３とソレノイド４２との間には圧
縮コイルばねよりなる復帰用ばね４４が配置されてい
る。これによってソレノイド４２への通電が停止される
とプランジャ４３は復帰位置に復帰する。

【００２３】プランジャ４３の先端部には、シャッタ部
材４５のレバー４６の基端部が枢支されている。このレ
バー４６の途中部には、シャッタベース４１に固定され
た軸４８が嵌合されており、この軸４８を中心としてレ
バー４６はシャッタベース４１に回動可能に支持されて
いる。レバー４６の先端部には円板状のシャッタ板５０
が一体的に形成されている。

【００２４】ソレノイド４２に通電しない状態では、プ
ランジャ４３は復帰用ばね４４の付勢力によって復帰位
置にもたらされているので、シャッタ部材４５は図３に
おいて実線で示すように光路から外れた位置に保持され
ている。ソレノイド４２に通電することにより、プラン
ジャー４３が復帰用ばね４４の付勢力に抗して吸引位置
に吸引され、シャッタ部材４５が軸４８を中心として回
転して図中２点鎖線で示す位置に移動する。この位置で
は、シャッタ板５０が光路内に挿入され、光線を遮断す
る。

【００２５】このような電動シャッタ装置４０に連動す
る機械的な開閉機構及び外部装置を図４に示す。

【００２６】図４の（Ａ）に示すように、機械的開閉機
構５２は、回転軸５４を有している。この回転軸５４は
本体フレームに固定された軸受け５６によって回転可能
に支承されている。この回転軸５４の一端部はソレノイ
ド４２の近傍に位置しており、この一端部にはシャッタ
部材４５のレバー４６に当接可能なフックアーム５８が
固着されている。このフックアーム５８は回転軸５４と
一体で回転するようになっている。

【００２７】回転軸５４の他端部には、上方及び下方に
夫々延出した２個のフィン６０ａ，６０ｂを有するフィ
ン要素６２が固着されている。このフィン要素６２の下
方のフィン６０ｂには引張りコイルばね６４の一端部が
連結されている。この引っ張りコイルばね６４の他端部
は図示しない照明装置本体に固着されている。

【００２８】フィン要素６２の上方のフィン６０ａは、
図２に示す交換可能なユニットのうちの任意のユニット
６６の一側面に固定された押し棒６８と当接可能となっ
ている。この押し棒６４は、外部装置の一部を構成して
いる。

【００２９】以上の構成においてその作用を説明する。
この機械的開閉機構５２の構成は、電動シャッタ装置４
０と併用して設けられており、図４の（Ａ）に示すよう
に任意のユニット６６が光路に挿入されている状態にお
いては、押し棒６８により上方のフィン６０ａが押さ
れ、回転軸５４が引っ張りコイルばね６４の付勢力に反
して回転された状態となっている。この結果、フックア
ーム５８はシャッタ部材４５のレバー４６から離間して
おり、電動シャッタ装置４０は任意の電気的な操作が可
能となっている。

【００３０】この状態でユニット６６を交換するために
ユニット６６を光路より外したときには、押し棒６８が
上方のフィン６０ａから離間し、フィン要素６２が引っ
張りコイルばね６４の付勢力により回転する。すると、
図４の（Ｂ）に示すように、回転軸５４がフィン要素６
２と共に回転され、回転軸５４と一体のフックアーム５
８はシャッタ部材４５のレバー４６に当接してこのレバ
ー４６を回転させる。この場合、ソレノイド４２の復帰
用ばね４４（図４の（Ｂ）参照）の力量に勝る様に引っ
張りコイルばね６４の力量を設定しておくことで、レバ
ー４６はプランジャ４３が吸引位置に至るまで回転され
る。即ち、レバー４６と一体的に形成されたシャッタ板
５０は光路に挿入され光を遮断する。

【００３１】更に再度任意のユニット６６を挿入した時
には、押し棒６８の先端によりフィン６０ａが押され、
フィン要素６２及び回転軸５４を介してフックアーム５
８が回転されることによりフックアーム５８は図４の
（Ａ）に示す状態に戻り、復帰用ばね４４の作用により
シャッタ板５０は自動的に光路よりはねのけられる。

【００３２】以上の如き作用により、本体の電源のオ
ン、オフに拘らず、任意のユニットを外した状態ではシ
ャッタが閉まるため、任意のユニット交換時の安全性は
確保される。また、ユニットが挿入されている状態で
は、電動シャッタ装置の機能は何ら損なうことはない。
また、従来より光路中に在る電動シャッタ装置を利用し
ているため、光学的に省スペースですむ。この様な電動
シャッタ装置を簡単な機械的機構と組合せているので安
価である。

【００３３】次に第２実施例を図５乃至図７を用いて説
明する。なお第１実施例におけるものと同一の部材には
同一の参照符号を付し、異なるところのみを説明する。

【００３４】第１実施例の構成は特定の１個のユニット
にのみに機械的開閉機構５２が作用するが、図１に示す
ように照明光路中には一般的に少なくとも視野絞りユニ
ット１６と、開口絞りユニット１５と、フィルター切換
えユニット１４との３ユニットを配置することができ、
前述した如きアプリケーションに応じて組み合わせて使
用することが考えられる。つまり、複数のユニットのど
れを着脱する際にも安全性が確保されなければならな
い。

【００３５】本実施例はこの様な要望に対応するもので
ある。即ち本実施例は、図６に示すように、複数例えば
３つのユニット６６（６６ａ，６６ｂ，６６ｃ）に対応
可能な機械的開閉機構５２を有している。

【００３６】この機構５２の回転軸５４は、２つの軸受
け５６によって回転可能に支持されている。この回転軸
５４の下周面には、図６の（Ａ）に示すように突出片７
０が形成されている。この突出片７０には、引っ張りコ
イルばね６４の一端部が連結されている。

【００３７】図５に示すように、回転軸５４の上周面に
は３つのユニット６６に対応する位置に配置された３つ
のフィン６０（６０ａ，６０ｂ，６０ｃ）が形成されて
いる。これらフィン６０には、３つの圧縮コイルばね７
２（７２ａ，７２ｂ，７２ｃ）の基端部が夫々固着され
ている。これら圧縮コイルばね７２の先端部には、ユニ
ット６０の押し棒６８（６８ａ，６８ｂ，６８ｃ）が当
接可能な３つの当接片７４（７４ａ，７４ｂ，７４ｃ）
が夫々固着されている。これら当接片７４は、図示しな
い案内手段によって押し棒６８の移動方向にのみ移動可
能なように案内されている。この他の構成は第１実施例
と同様である。

【００３８】以上の構成においてその作用を示す。３つ
のユニット６６が共に光路に挿入されている状態では、
図５及び図６の（Ａ）に示すように押し棒６８が当接片
７４を押しているため、３つの圧縮コイルばね７２の合
力が引っ張りばねコイル６４の力量に勝るように設定さ
れていれば、回転軸５４は図６の（Ａ）及び図７の
（Ａ）に示す状態に保たれ、フックアーム５８はシャッ
タ部材４５に何ら影響を与えない。

【００３９】ここで任意の１ユニット、例えば中央のユ
ニット６６ｂを抜いたとすると、３つのばね７２による
合力が減少する。ここで各々の圧縮コイルばね７２の力
量をＡとし、引っ張りコイルばね６４の力量をＦとする
と、Ａ＋Ａ＋Ａ＞ＦかつＡ＋Ａ＜Ｆ即ちＡ＋Ａ＜Ｆ
＜Ａ＋Ａ＋Ａとなるよう力量設定されているのであれば、ユニットが
１つでも抜けた場合には引っ張りばね６４の力量Ｆが勝
り、回転軸５４は回転し、フックアーム５８はシャッタ
部材４５を引っ掛けながら回転する。即ちフックアーム
５８は図６の（Ｂ）及び図７の（Ｂ）に示す状態に保た
れるまで回転する。

【００４０】この状態では、シャッタ部材４５のシャッ
タ板５０は光路に挿入され光を遮断する。また、ユニッ
ト６６が２つ以上同時に抜けた場合でも同じ作用であ
る。再度光路にユニット６６が３つとも挿入された状態
になれば、回転軸５４は図６の（Ａ）及び図７の（Ａ）
に示す状態に戻り、シャッタ部材４５はフリーな状態と
なる。

【００４１】このような機構によれば、ユニットが複数
であっても、任意のどのユニットを交換する際において
も安全性は確保される。また、本来光学的に配置された
電動シャッタ装置を併用し、簡単な機構で実現している
ので、省スペースかつ安価である。

【００４２】また、本実施例では３つのユニットに対応
する開閉機構５２を説明したが、さらにこれより多い数
または少ない数のユニットに対しても同様の機構で対処
できるのは明らかである。

【００４３】また、上記２つの実施例は落射照明を主に
解説したが、透過照明においても適用できることは全く
同様である。

【００４４】

【発明の効果】任意の機能をユニット化した照明装置に
おいてユニット交換の際に照明光に対する安全性が本体
電源のオン・オフにかかわらず常に確保される。この安
全性の確保は、従来技術において用いられていた電動シ
ャッタ装置を活用して行われるので、省スペースかつ安
価に装置を構成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一般的な光学顕微鏡の構成例を示す側面図。

【図２】光学顕微鏡の各機能をユニット化したときのユ
ニット及び顕微鏡本体を示す斜視図。

【図３】本発明による顕微鏡用照明装置の第１実施例に
用いられる電動シャッタ装置を示す斜視図。

【図４】第１実施例における電動シャッタ装置と開閉機
構とを示し、（Ａ）はユニットが光路に挿入されている
状態を示す斜視図、（Ｂ）はユニットが光路から取り外
された状態を示す斜視図。

【図５】第２実施例における電動シャッタ装置を開閉機
構とを示す上面図。

【図６】（Ａ）は図５におけるVI-VI(A)線の断面図であ
り、３つのユニットが光路に挿入されている時の状態を
示す図、（Ｂ）は図５におけるVI-VI(B)線の断面図であ
り、中央のユニットが光路から取り外された時の状態を
示す図。

【図７】図５におけるVII-VII 線の断面図であり、
（Ａ）は３つのユニットが光路に挿入されている時の状
態を示す図、（Ｂ）は中央のユニットが光路から取り外
された時の状態を示す図。

【符号の説明】

４０…電動シャッタ装置、４２…ソレノイド、４３…プ
ランジャ、４４…復帰用ばね、４５…シャッタ部材、５
２…開閉機構、５４…回転軸、５８…フックアーム、６
２…フィン要素、６４…引っ張りコイルばね、６６…任
意のユニット、６８…押し棒、７２…圧縮コイルばね。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光源から標本に至るまでの光路上に少な
くとも視野絞りユニットと開口絞りユニットとフィルタ
ー切り換えユニットとを含む顕微鏡本体を具備する顕微
鏡用照明装置において、前記顕微鏡本体に対し着脱及び
入れ替え可能な少なくとも１つの照明光学系ユニット
と、前記照明光学系ユニット挿脱時に前記光路を開閉す
るシャッタ部材とこのシャッタ部材を電気的に作動させ
る電気的要素とを有する電動シャッタ装置と、前記シャ
ッタ部材に機械的に連結された機械的機構と、前記照明
光学系ユニットの挿脱に応じて前記シャッタ部材が前記
光路を開閉するように前記機械的機構を前記顕微鏡本体
の外部から操作する外部装置とを具備することを特徴と
する顕微鏡用照明装置。